13．一台活动头磁盘机的盘片组共有20个可用的盘面，每个盘面直径18英寸，可供记录部分宽5英寸，已知道密度为100道／英寸，位密度为1000位／英寸(最内道)，并假定各磁道记录的信息位数相同。试问：

(1)盘片组总容量是多少兆(106)位?

(2)若要求数据传输率为1MB/s，磁盘机转速每分钟应是多少转? 解：(1) 因为道密度为100道/英寸，而可供记录的部分宽5英寸，

所以磁道数为： 5*100=500道；

又因最内圈磁道直径：18-2*5=8英寸， 所以其周长为8*3.14=25.12英寸；

所以道容量为 8*3.14*1000/8=3140字节/道 所以面容量为3140*500=1570000字节/面 所以总容量为1570000*20=3140000字节

(2) 若要求数据传输率为1MB/s，而数据传输率=每道字节数*每秒钟转速 所以每分钟转速=数据传输率*60/每道字节数 =1024*124*60/3140=20036转/分 14．有一台磁盘机，其平均找道时间为30ms，平均旋转等待时间为10ms，数据传输率为500B／ms，磁盘机上存放着1000件每件3000B的数据。现欲把一件件数据取走，更新后再放回原地，假设一次取出或写入所需时间为平均找道时间+平均等待时间+数据传送时间

另外使用CPU更新信息所需的时间为4ms，并且更新时间同输入输出操作不相重叠。试问：

(1)更新磁盘上全部数据需多少时间?

(2)若磁盘机旋转速度和数据传输率都提高一倍，更新全部数据需多少时间? 解：(1) 更新一件数据的时间

30＋10＋3000/500+4=50ms

全部数据更新所需时间：50*1000=50秒

(2) 若磁盘机旋转速度和数据传输率都提高一倍，更新一件时间为

30＋5＋3000/1000+4=42ms

全部数据更新所需时间：42*1000=42秒

15．有如下六种存储器，主存、高速缓存、寄存器组、光盘存储器、软磁盘和活动头硬磁盘存储器， 要求：

(1)按存储容量和存储周期排出顺序；

(2)将有关存储器排列组成一个存储体系； (3)指明它们之间交换信息时的传送方式。 解：(1) 按容量从小到大可排为：

寄存器组——高速缓存——软磁盘存储器——光盘存储器——主存——活动头硬磁盘存储器

按存储周期从小到大可排为：

寄存器组——高速缓存——主存——活动头硬磁盘存储器——光盘存储器——软磁盘存储器

(2) 高速缓存——主存——活动头硬磁盘存储器可构成三级存储体系。 (3) 它们之间交换信息时的传送方式。

高速缓存与主存之间的数据交换方式为猝发式，以块为单位 主存与硬盘之间的数据传送方式常用DMA方式

16．CRT的显示适配器中有一个刷新存储器，说明其功能。刷存的容量与什么因素有关?若CRT的分辨率为1024*1024像素点，颜色深度为24位，问刷新存储器的存储容量是多少? 解：刷新存储器用于存放待显示的字符的ASCII和属性码，或图形状态下的每个象素的颜色值。其容量与显示器的分辨率和颜色设置有关。若CRT的分辨率为1024*1024像素点，颜色深度为24位，则刷新存储器的存储容量是： 1024*1024*3=3MB。

17．刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024*768，颜色深度为24位，帧频(刷新速率)为72Hz，求： (1)刷新存储器的存储容量是多少? (2)刷新存储器的带宽是多少?

解：(1)刷新存储器的存储容量是：1024*768*3 = 2.25MB (2)刷新存储器的带宽是：024*768*3B*72/s = 162MB/s，若考虑刷新存储器不光是供显示控制器刷新读出，还要供CPU更新，所以若两者各占半时间，则刷新存储器的带宽为2*216MB=432MB/秒

18．某双面磁盘，每面有220道，已知磁盘转速r=4000转／分，数据传输率为185 000B／s，求磁盘总容量。

解：因为转速为4000转/分，数据传输率为185000B/S，所以道容量为 185000B/s?2775B/转?2775B/道4000转/60s

因此磁盘的总容量为：220*2775B=610500字节。 2*220*2775 = 1.16MB

第八章 输入输出系统

1．如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态(即踏步等待)，那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中： 主机与设备是串行工作的；

主机与设备是并行工作的， 主程序与设备是并行运行的。 A．程序查询方式 B．程序中断方式 C．DMA方式 答：A，B，C

2．中断向量地址是 。

A．子程序入口地址 B．中断服务程序入口地址

C.中断服务程序入口地址指示器 D．例行程序入口地址 答：B

3．利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。在该系统中，每抽取一个输入数据

就要中断CPU一次，中断处理程序接收采样的数据，将其放到主存的缓冲区内。该中断处理需时x秒，另一方面缓冲区内每存储n个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需时y秒。因此该系统可以跟踪到每秒 次的中断请求。

A．n／(n*x+y) B．n／(x+y)·n C．min(1／x，n／y) 答：A

4．采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个 的时间。 A．指令周期 B．机器周期 C．存储周期 D．总线周期 答：C

5．通道的功能是：(1) ，(2) 。按通道的工作方式分，通道有 通道、 通道和 通道三种类型。

答：组织外围设备和内存进行数据传输；控制外围设备；选择；数组多路；字节多路

6．在图8.7中，当CPU对设备B的中断请求进行服务时，如设备A提出请求，CPU能够响应吗?为什么?如果设备B一提出请求总能立即得到服务，问怎样调整才能满足此要求? 答：能响应，因为设备A的优先级比设备B高。若要设备B总能立即得到服务，可将设备B从第二级取出来，单独放在第三级上，使第三级的优先级最高，即令IM3 = 0。

7．在图8．7中，假定CPU取指并执行一条指令的时间为t1，保护现场需t2，恢复现场需t3，中断周期需t4，每个设备的设备服务时间为tA，tB，…，tG。试计算只有设备A，D，G时的系统中断饱和时间。

答：依次处理设备A，设备D，设备G的时间为： T1 = t1+t2+t3+t4+tA T2 = t1+t2+t3+t4+tD T3 = t1+t2+t3+t4+tG

总时间为T = T1+T2+T3 = 3*( t1+t2+t3+t4)+ tA + tD + tG

8．设某机有5级中断；L0，L1，L2，L3，L4，其中断响应优先次序为：L。最高，L1次之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1->L3->L0->L4->L2，试问： (1) (1) 表8．2中各级中断处理程序的各中断级屏蔽值如何设置(每级对应一

位，该位为“0”表示允许中断，该位为“1”表示中断屏蔽)?

(2) (2) 若这5级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中

断处理程序的过程示意图。

表8.2 各级中断处理程序的各中断级屏蔽位 中 断 处 中 断 处 理 级 屏 蔽 位 理 程 序 L0级 L1级 L2级 L3级 L4级 L0中断处理程序 L1中断处理程序 L2中断处理程序 L3中断处理程序 L4中断处理程序 解：(1) 按题意，各级中断处理程序的各中断级屏蔽值设置如下表 中断处理程序 中 断 处 理 级 屏 蔽 位 L0级 L0中断处理程序 L1中断处理程序 L2中断处理程序 L3中断处理程序 L4中断处理程序 1 1 0 1 0 L1级 0 1 0 0 0 L2级 1 1 1 1 1 L3级 0 1 0 1 0 L4级 1 1 0 1 1 (2) 若这5级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图如下：

9. 某机器CPU中有16个通用寄存器，运行某中断处理程序时仅用到其中2个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否要将通用寄存器内容保存到主存中去?需保存几个寄存器?

解：虽然CPU中有16个通用寄存器，但因运行某中断处理程序时仅用到其中2个寄存器，因此在响应中断而进入该中断处理程序时，不需要将所有通用寄存器内容保存到主存中，需保存的只是在中断处理程序中要用到的2个寄存器。

10.画出二维中断结构判优逻辑电路，包括；(1)主优先级判定电路(独立请求)，(2)次优先级判定电路(链式查询)。在主优先级判定电路中应考虑CPU程序优先级。设CPU执行程序的优先级分为4级(CPU7_CPU4)，这个级别保存在PSW寄存器中(7，6，5三位)。例如CPU5时，其状态为101。 解：(略)

11．参见图8．7所示的二维中断系统。(1)若CPU现执行E的中断服务程序，IM2，IM1，IM0的状态是什么?(2)CPU现执行H的中断服务程序，IM2，IM1，IM0的状态是什么?(3)若设备B一提出中断请求，CPU立即进行响应，应如何调整才能满足要求? 解：(1)若CPU现执行E的中断服务程序，IM2，IM1，IM0的状态是011; (2)CPU现执行H的中断服务程序，IM2，IM1，IM0的状态是001;

(3)若设备B一提出中断请求，CPU立即进行响应，可将B调整到A的前面。 12．下列陈述中正确的是 。

A．在DMA周期内，CPU不能执行程序

B．中断发生时，CPU首先执行入栈指令将程序计数器内容保护起来

C．DMA传送方式中，DMA控制器每传送一个数据就窃取一个指令周期 D．输入输出操作的最终目的是要实现CPU与外设之间的数据传输 答：D

13．Pentium系统有两类中断源：①由CPU外部的硬件信号引发的称为 ，它分为可屏 和非屏蔽 ；②由指令引发的称为 ，其中一种是执行 ，另一种是 。 答：外部中断、可屏蔽中断、非屏蔽中断、内部中断，异常，执行软件中断指令

14．IEEEl394是 I／O标准接口，与SCSI I／O标准接口相比，它具有更高的 ，更强的 ，体积 ，连接方便。

A．并行 B．串行 C．数据传输速率 D．数据传输实时性 E．小 答：B，A，C，D，E 15．SCSI是系统级 ，是处于主适配器和智能设备控制器之间的 I／O接口。SCSI-3标准允许SCSI总线上连接的设备由 个提高到 个，可支持 位数据传输。 A．并行 B．接口 C．16 D．8 E．16 答：B，A，D，C，E

16．比较通道、DMA、中断三种基本I／O方式的异同点。

答：通道是通过执行通道指令来实现输入/输出的；DMA是由DMA控制器在获得总线控制权后，直接在内存与外设之间实现数据传送的；中断是通过CPU在响应中断时，转入中断服务程序，执行输入/输出指令来完成输入/输出的。

17．用多路DMA控制器控制光盘、软盘、打印机三个设备同时工作。光盘以20us的间隔向控制器发DMA请求，软盘以90us的间隔向控制器发DMA请求，打印机以180us的间隔发DMA请求。请画出多路DMA控制器的工作时空图。 答：

光盘20us软盘90us打印机DMA控制器180us

18．若设备的优先级依次为CD-ROM、扫描仪、硬盘、磁带机、打印机，请用SCSI进行配置，画出配置图。 (略)